《細胞》子刊重磅:癌症免疫治療的未來,這裡有十個問題

先給各位讀者拜個晚公曆年、早農曆年。

去年寫十問，開篇就和大家聊了癌症免疫治療。一年過去，免疫治療仍在話題中心，它的領地還在不斷擴大，但一些問題也還沒有拿到更好的解決方法。畢竟免疫系統本身就高度複雜，再加上腫瘤就成了複雜的平方。

今日《細胞》子刊《免疫》雜誌刊登了一篇深度好文[1]，依據基礎科研到臨床研究的順序提出了癌症免疫治療面臨的十個待解決的問題，這裡介紹給大家，權且作為提前的過年大餐。

留好胃口，馬上開始。

可向人類轉化的臨床前模型

癌症藥物的發現依賴於臨床前研究模型。從藥物的發現、作用機制的釐清、給藥方法的探索再到安全性管理，實驗室工作不可或缺，CTLA-4和PD-1的故事就是最好的例證。

但我們都清楚，臨床前模型是無法完全反映人體免疫真實情況的。不空談理論，舉兩個實例：常用的鼠結直腸癌模型MC38，它的高腫瘤突變負荷（TMB）能夠反應結直腸癌超突變/微衛星不穩定（MSI）的特點，但是MC38的突變與人類常見的突變並不一致[2]；而另一種結直腸癌模型CT26，雖然特徵與未分化/難治性人類結直腸癌一致，但卻同時具有內源性逆轉錄病毒免疫顯性抗原，免疫原性更高[3]。

除去小鼠本身與人類的差異，製作模型的方法也會造成結果的分歧。

臨床前常用癌症模型往往依賴於皮下植入，而這樣生長起來的腫瘤既無法完全再現人類腫瘤免疫的全部特徵，也無法反映腫瘤在複雜組織和器官中發育的圖景；再加上，現在普遍認為腫瘤是以年為單位長期發展的，簡單的植入顯然不能夠反映時間構築起的腫瘤-免疫相互作用。

那麼基因工程小鼠能解決問題嗎？也是不能的。

利用Cre-LoxP系統敲除抑癌基因或誘導體細胞突變，這種技術已經給我們提供了可自發生長腫瘤的小鼠[4]，但這又與人類癌症突變自然積累的特徵不甚相同，僅能夠代表一部分遺傳穩定的癌症。

可以說，截至目前臨床前模型的轉化能力都是很有限的。

圖源 | pixabay

臨床前解決不掉的問題，就只能留到臨床研究去解決。但免疫治療要考慮的問題如此之多，通過排列組合設計臨床方案來一步步優化幾乎是不可能的。這就是為什麼類器官研究這麼火的原因了。

當然，除了類器官，還有很多可以探索的新模式，比如說人源化小鼠/基因改造小鼠、腫瘤幹細胞前體細胞培養、離體培養技術等等。其中離體人類腫瘤外植體很值得關注，因為它能夠結合免疫染色和實時成像技術，來觀察腫瘤與免疫細胞的相互作用[5]。

而這些技術仍是要面臨複雜的免疫環境。腫瘤微環境（TME）由多種細胞共同構建，形成了多種多樣的類型。比較簡單的一種分類將腫瘤微環境分為三類：炎症表型、免疫沙漠和免疫排斥，Thorsson等人更是進一步分出了六大免疫亞型[6]。

最後，從臨床研究尋找科學缺陷、反哺臨床前模型也是值得探索的。

三種免疫表型

腫瘤免疫的主要驅動因素

上一節說到腫瘤的三種免疫表型，炎症表型、免疫沙漠和免疫排斥。炎症表型基於高PD-L1表達/高腫瘤浸潤淋巴細胞，也就是通俗所說的「熱腫瘤」。之所以關注熱腫瘤，正是因為這份溫度與腫瘤對免疫檢查點抑制劑（CPI）的反應息息相關。

除了PD-L1，目前還發現了一些其他的熱腫瘤標誌物，包括IFNγ、B細胞、微衛星不穩定/腫瘤突變負荷代表的基因組不穩定等等。其中微衛星不穩定/腫瘤突變負荷可以說是非常受關注的標誌物。

從機制上來說，這二者所代表的基因組不穩定性是腫瘤新抗原的來源，可以誕生更有效的抗腫瘤T細胞反應。在轉移性膀胱癌、非小細胞肺癌、結腸癌和其他幾類癌症中，科學研究已經證明高腫瘤突變負荷代表著更好的免疫治療反應，不過這是否能夠等同於更長的生存獲益還沒有定數[7]。

但腫瘤突變負荷並沒有與熱腫瘤綁定。包括腎細胞癌、肝細胞癌、三陰性乳腺癌、胃癌、部分頭頸癌在內，這些癌症在沒有高腫瘤突變負荷的情況下也表現出熱腫瘤的特徵；而小細胞肺癌等癌種則具有高腫瘤突變負荷，同時缺乏熱腫瘤特徵。

現在科學界已經發現病毒在新抗原產生中的作用，從內源性逆轉錄病毒，到更為人所知的EB病毒、乙/C型肝炎病毒、HPV等等病毒，儘管它們的存續狀態與免疫檢查點抑制劑的療效暫無明確關聯，但病毒基因組整合進入宿主基因組已經是得到證明的事實。

免疫排斥表型則具有明顯的免疫抑制特徵，可想而知，免疫排斥腫瘤對免疫檢查點抑制劑的反應是比較差的。在免疫排斥表型中，TGFβ信號是主要的促進因素[8]，其他的諸如IL-8、IL-6等細胞因子也很常見。至於免疫檢查點抑制劑與細胞因子抑制劑的組合是否能夠打破免疫抑制，那就是現在進行的臨床試驗正在探索的了。

最後，免疫沙漠指的是無免疫浸潤、腫瘤增殖較快的腫瘤，包括一些小兒惡性腫瘤、HR+乳腺癌、前列腺癌、膠質母細胞瘤和小細胞肺癌。除了小細胞肺癌，其他癌種對免疫檢查點抑制劑普遍反應較差。

免疫沙漠表型的潛在驅動因素比較複雜，尚不清楚。除了缺乏啟動免疫監視的信號之外，免疫沙漠還會進一步改變腫瘤微環境的代謝條件，導致不利於T細胞功能的環境。但通過代謝來做出改變也不那麼容易，因為T細胞與癌細胞會利用類似的糖酵解途徑[9]，靶向代謝的抗癌藥物可能也會影響T細胞的功能。

這部分問題如何解決，可能就要看PI3K/AKT/EGFR3等候選靶點的效能有多大了。

各個癌種中都存在不同比例的三種表型

特定器官腫瘤的免疫情況

從本質上來講，腫瘤的生長力取決於腫瘤細胞的內在特徵和腫瘤所處的位置[10]。舉個簡單的例子，轉移性尿路上皮癌如果處於肝臟更可能耐藥，處於淋巴結則更可能響應免疫檢查點抑制劑。不可否認，腫瘤所在的位置也是免疫方程式的重要變量。

考慮不同免疫區室和不同組織內的免疫條件，免疫治療、腫瘤位置、原發瘤位置，這三者的組合相性可說是未知滿滿。這裡不再舉更多具體的例子了，因為儘管轉移灶的不同與預後之間有明確的聯繫，但臨床上普遍並不考慮器官特異性的治療方法。

從目前的一些研究結果來看，肝臟存在著比較明顯的器官特異性免疫，此外抗腫瘤免疫在骨髓中也會受到特殊的抑制，而淋巴結、肺、皮膚等部位可能對抗腫瘤免疫更有利。

兩種耐藥的細胞和分子機制

在免疫檢查點抑制劑的臨床使用中，存在兩類「耐藥」問題。部分患者在最開始就不響應免疫檢查點抑制劑，而另外少部分患者則是在使用免疫治療之後逐漸出現耐藥性。

前者與我們前文介紹的腫瘤免疫狀態有關。免疫排斥腫瘤是免疫治療效果比較差的，但在不同的癌種中，這種耐藥的機制也有不同。

比如，針對TGFβ信號增強的免疫排斥尿路上皮癌，免疫治療結合TGFβ抗體能夠一定程度上克服耐藥；不過在腎細胞癌中，免疫抑制主要是由於髓樣炎症，此時加入貝伐單抗則是合理的解決方案[11]。

簡而言之，這種原發的耐藥似乎可以按照免疫表型分類，解決思路也要從免疫表型的驅動因素中尋找。

繼發的耐藥機制則更加難尋。有研究表明，腫瘤可能會誘導抗原遞呈機制的變化，包括JAK-STAT信號突變、MHC表達下調、抗原丟失等等[12]。

原發耐藥可以從已有的腫瘤標本中尋根，而且它可能更多地取決於患病器官和細胞的生物學特性；繼發耐藥則更可能在免疫治療的間隙出現，對它的理解還需要更多的臨床樣本，以及更多的時間。

兩類免疫治療的優勢

這裡所說的兩類免疫治療，第一大類是以PD-1/L1抑制劑為代表的，驅動內源性免疫細胞的內源免疫治療。這種方法很大程度上依賴於已經存在的特異性識別癌細胞的CD8+T細胞，通過免疫治療增強其抗腫瘤活性。

但並不是所有的癌種都存在足夠供內源性細胞識別的抗原，有的癌種還會利用MHC下調來逃避免疫。這種情況下便出現了以CAR-T和CD3雙特異性抗體為代表的合成免疫治療。前者為T細胞人工引入抗原，後者則藉助抗體給T細胞和癌細胞說媒。

與內源免疫不同，合成免疫可以使免疫原性差的癌症產生抗腫瘤免疫。不過合成免疫也常導致PD-L1表達的增加，反過來抑制合成免疫的效果[13]。另一方面，內源免疫能夠激活多種特異性免疫反應，可以形成持久的抗腫瘤反應，這是合成免疫不一定能夠做到的。

合理猜測，內源免疫與合成免疫可能存在相輔相成的作用。不過這兩者能否成功攜手，還有很多的很基礎的問題需要考慮，特別是免疫相關的不良反應，應當慎之又慎。

早期臨床對免疫組和療法的評估

目前可能的免疫療法組合已經超過了1000種[14]，如何在儘早的階段快速找到有潛力的組合很重要。這就又要回到第一個問題，對臨床前研究模型的優化，這裡不再重複討論了。

其實我們現在對免疫治療的理解還很淺，免疫治療可能對免疫的很多節點都存在直接或間接的作用，那麼在哪個節點去評判、用什麼標誌物作為標準也需要從頭思量。考慮到治療組合評估的難度，更好的隨機化設計以及更多的檢測方法也該納入其中。

從機制上來說，免疫治療組合併不需要每一個組分都有單獨的活性，比如某些抗癌疫苗主要是為了激活另一種藥物的敏感性。不過目前的臨床研究探索更多地集中於具有單獨活性藥物的組合。

類固醇對免疫治療的影響

皮質類固醇直接影響免疫力，且對T細胞的影響甚於B細胞，各類型亞組影響不同，總的表現為T細胞總數減少[15]。皮質類固醇用於治療自身免疫性疾病、移植物抗宿主病，同時也是免疫治療免疫相關不良反應的常用藥。

類固醇與免疫治療間的關係到底如何，它對長期預後的影響怎樣，臨床使用是否要做出變革，這都是需要進一步探索的問題。

預後的生物標誌物

哪些患者適用免疫治療？生物標誌物本身已經討論太多，這裡再提幾點「外圍」問題：採樣組織的獲取和保存形式？生物標誌物組合的性價比？檢測手段/工具的可及性？醫療成本？範式的確定？

還得慢慢來。

更好的臨床終點

相信關注免疫治療的讀者都有發現，傳統臨床研究的ORR、PFS、OS等終點，並不是十分適用於評估免疫治療。

從治療目的來說，使用免疫治療是為了持久的治療效果和更長的生存期，但是在目前的臨床研究評估體系裡，還缺乏對應的方法。沒有分析手段，則需要更長時間的隨訪才能獲得有力的結論[17]。

此外，免疫治療有著特殊的臨床進程，比如說治療的延後效應和假進展，這也是ORR和PFS無法公正評估的。

不幸的是，短時間內我們可能還無法看到合適的新評估方法。目前已經有幾種新標準提出[18-20]，不過它們還需要大量的臨床數據驗證和不斷的修改。

多藥組合優化生存

抗腫瘤免疫節點頗多，未來最佳的免疫治療方案很可能並非單獨的某個療法，而是多種治療多管齊下，同時調控每個環節。

如果按照這種思路，完整的治療方案可能包括對癌細胞的殺傷、降低腫瘤負荷、增加腫瘤對免疫療法的敏感性、激活內源免疫反應、促進免疫細胞浸潤、維持長期免疫以延長生存曲線等等。

實現以上目標，可以考慮的手段包括解放免疫檢查點、尋找可用的新抗原、克服免疫排斥、增加Ⅰ類MHC分子、增加T細胞存活，以及聯合放化療等細胞毒性療法。

新的組合要在藥物劑量上多做考慮，有些藥物可能不需要全程給藥，就能夠產生足夠的治療收益。總的來說要避免生物毒性，最大程度發揮協同效應。先例可以參考經典的化療組合，當然在有免疫治療參與的情況下方案會更加複雜。

多藥方案的確定需要新的試驗方法，例如傘式試驗、平臺試驗和籃子試驗。這類研究方法允許更加靈活的藥物組合切換。真實世界數據也能為臨床試驗提供適當的對照組。

結語

癌症免疫治療想要繼續前行，這十座大山必須越過，至於它們中的優先次序，那就見仁見智了。從歷史的角度來看，癌症治療範式轉移的間隔正在不斷縮短，我們也希望能在2020年迎來免疫治療的大突破。

（這麼好的開源論文，建議趕緊順著參考資料1去下載）